温度传感器怎么测量好坏

温度传感器温度特性测试与研究

(FB810型恒温控制温度传感器实验仪)

实 验 讲 义

杭州精科仪器有限公司

一、集成电路温度传感器的特性测量及应用

随着科技的发展，各种新型的集成电路温度传感器器件不断涌现，并大批量生产和扩大应用。这类集成电路测温器件有以下几个优点：（1）温度变化引起输出量的变化呈现良好的线性关系；（2）不像热电偶那样需要参考点；（3）抗干扰能力强；（4）互换性好，使用简单方便。因此，这类传感器已在科学研究、工业和家用电器温度传感器等方面被广泛使用于温度的精确测量和控制。本实验要求测量电流型集成电路温度传感器的输出电流与温度的关系，熟悉该传感器的基本特性，并采用非平衡电桥法，组装成为一台0~50?C数字式温度计。

【实验原理】

AD590集成电路温度传感器是由多个参数相同的三极管和电阻组成。该器件的两端当加有某一定直流工作电压时（一般工作电压可在4.5~20V范围内），它的输出电流与温度满足如下关系： I?B?t?A

式中，I为其输出电流，单位:?A，t为摄氏温度，B为斜率,一般AD590的那传感器的输出电流增加或B?1?A(?C)?1,即如果该温度传感器的温度升高或降低1?C，

减少1?

实验二十六 PT100温度控制实验

一、实验目的：

了解PID智能模糊+位式调节温度控制原理。 二、实验仪器：

智能调节仪、PT100、温度源。 三、实验原理：

位式调节

位式调节（ON/OFF）是一种简单的调节方式，常用于一些对控制精度不高的场合作温度控制，或用于报警。位式调节仪表用于温度控制时，通常利用仪表内部的继电器控制外部的中间继电器再控制一个交流接触器来控制电热丝的通断达到控制温度的目的。

PID智能模糊调节

PID智能温度调节器采用人工智能调节方式，是采用模糊规则进行PID调节的一种先进的新型人工智能算法，能实现高精度控制，先进的自整定（AT）功能使得无需设置控制参数。在误差大时，运用模糊算法进行调节，以消除PID饱和积分现象，当误差趋小时，采用PID算法进行调节，并能在调节中自动学习和记忆被控对象的部分特征以使效果最优化，具有无超调、高精度、参数确定简单等特点。

温度控制基本原理

由于温度具有滞后性，加热源为一滞后时间较长的系统。本实验仪采用PID智能模糊+位式双重调节控制温度。用报警方式控制风扇开启与关闭，使加热源在尽可能短的时间内控制在某一温度值上，并能在实验结束后通过参数设置将加热源温度快速冷却下来，可节约实验时间。

实验二十九 温度源的温度调节控制实验

一、实验目的：了解温度控制的基本原理及熟悉温度源的温度调节过程，学会智能调节器

和温度源的使用(要求熟练掌握)，为以后的温度实验打下基础。

二、基本原理：当温度源的温度发生变化时温度源中的Pt100热电阻(温度传感器)的阻值

发生变化，将电阻变化量作为温度的反馈信号输给智能调节仪，经智能调节仪的电阻--电压转换后与温度设定值比较再进行数字PID运算输出可控硅触发信号(加热)或继电器触发信号(冷却)，使温度源的温度趋近温度设定值。温度控制原理框图如图29—1所示。

图29—1温度控制原理框图

三、需用器件与单元：主机箱中的智能调节器单元、转速调节0～24V直流稳压电源；温

度源、Pt100温度传感器。

四、实验步骤：

温度源简介：温度源是一个小铁箱子，内部装有加热器和冷却风扇；加热器上有二个测温孔，加热器的电源引线与外壳插座(外壳背面装有保险丝座和加热电源插座)相连；冷却风扇电源为+24V(或12V) DC，它的电源引线与外壳正面实验插孔相连。温度源外壳正面装有电源开关、指示灯和冷却风扇电源+24V(12V) DC插孔；顶面有二个温度传感器的引入孔，它们与内部加热器的测温孔相对，其中一个为控制加热器加热的传感器

光纤温度传感器实验

通常按光纤在传感器中所起的作用不同，将光纤传感器分成功能型(或 称为传感型)和非功能型(传光型、结构型)两大类。功能型光纤传感器使

用单模光纤，它在传感器中不仅起传导光的作用，而且又是传感器的敏感元 件。但这类传感器的制造上技术难度较大，结构比较复杂，且调试困难。 非功能型光纤传感器中，光纤本身只起传光作用，并不是传感器的敏感 元件。它是利用在光纤端面或在两根光纤中间放置光学材料、机械式或光学 式的敏感元件感受被测物理量的变化，使透射光或反射光强度随之发生变化。 所以这种传感器也叫传输回路型光纤传感器。它的工作原理是：光纤把测量 对象辐射的光信号或测量对象反射、散射的光信号直接传导到光电元件上， 实现对被测物理量的检测。为了得到较大的受光量和传输光的功率，这种传 感器所使用的光纤主要是孔径大的阶跃型多模光纤。光纤传感器的特点是结 构简单、可靠，技术上容易实现，便于推广应用，但灵敏度较低，测量精度 也不高。

本实验仪所用到的光纤温度传感器属于非功能型光纤传感器。

本实验仪重点研究传导型光纤温度传感器的工作原理及其应用电路设 计。在传导型光纤压力传感器中，光纤本身作为信号的传输线，利用压力一 电

项目试验条件性能要求|△R/R|≤±3%|△B/B|≤±1%|△R/R|≤±3%|△B/B|≤±1%|△R/R|≤±3%|△B/B|≤±1%

2-1高温在105℃空气中放置放置1000小时

2-2低温在-30℃空气中放置放置1000小时在60℃，95%2-3高温

RH条件下，放

高湿放置

置1000小时

2-4热冲击试验

在-30℃的空气

|△R/R|

中放置0.5小

≤±3%

时，

2-4热冲

25℃放1分钟，

击试验

再在105℃的空|△B/B|气中放置0.5小≤±1%时，循环1000次

项目试验条件

3-1引线引线上挂3kg

重物并保持10强度

秒钟率频20-3-2振动200Hz，上下振

试验动4小时，水平

振动4小时

从1米高自然落

3-3跌落在30毫米厚的试验木地板上，共

进行3次

性能要求传感器本体与引线无明显的损伤（开裂、脱落），电性能无异常情况

三.使用注意事项

1)热敏电阻器长期连续工作所允许的温度范围为-30℃到+105℃。尽可能避免负温度系数温度传感器周围环境温度急剧变化。

2)通过负温度系数温度传感器的电流会引起元件自身发热而产生测量误差，因此请在选用前考虑到这一因素。

3)不要超出最大工作电流。

编号：

传感器综合设计实训

实训（论文）说明书

题 目： 温度传感器应用设计 院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 学 号：

指导教师： 王守华、童有为、李秀东、

归发弟、胡机秀

2012年 7月 4 日

摘 要

随着现代信息技术的飞速发展和传统工业改造的逐步实现，能够独立工作的温度检测与显示系统应用于诸多领域。传统的温度检测以热敏电阻为温度敏感元件。热敏电阻的成本低，需要外加信号处理电路，而且可靠性相对较差，测温准确度低，检测系统也有一定的误差。数字温度计是一种利用数字显示温度的装置，与传统的水银温度计相比，它具有测温准确，显示直观等优点，因而得到了广泛的应用。

本文的设计主要是基于DS18B20的数字式温度传感器，它具有读数方便，测温范围广，测温精确，数字显示，适用范围宽等特点。本文的设计以STC89C52

光纤传感器

()

新型结构光纤温度传感器

冯　越　贾殿增

　　摘　要　文中介绍一种新型结构光纤温度传感器的制作过程和测试结果,简要分析了工作原理。这种温度传感器具有体积小、结构简单、性能稳定、灵敏度高、响应速度快、抗干扰能力强和耐腐蚀等优点,适合于工业生产和化学反应过程中温度的快速和远距离测量。　　关键词　光导纤维,温度传感器,灵敏度。

ANewKindofOpticalFiberperaFeng(Departmentof)

JmtChemistry,XinjiangUniversity)

　　Abstract　Anopticalfibertemperaturesensorforchemicalreactionandindustrialproduc2tionispresented.Itsstructureisformeddirectlyontothefibrecladdingbychemicaletching.Theexperimentalresultsshowthattheopticalfibertemperaturesensorhasahighsensitivity.　　Keywords　opticalfiber,temperaturesensor,s

目 录

一、课程设计目的与要求……………………………………….…………….…..2

二、元件介绍…………………………………………………………………….…....3 三、课程设计原理…………………………………………………………………...6

3.1霍尔效应………………………………………………………………………... 6 3.2测磁场的原理,载流长直螺线管内的磁感应强度 ……………………..8

四、课程设计内容………………………………………………………...………...10

4.1电路补偿调节……………………………………………………………...…..10 4.2失调电压调零 …………………………………………………………….…..10 4.3按图4-3接好信号处理电路……………………………………………......10 4.4按图4-4接好总测量电路……………………………………………….….11 4.5数据记录与处理……………………………………………………….……....12 4.6数据拟合..……………………………………………………………….…........14

五、成品展示……………………………………………………………………….....16

学习任务四 温度传感器(热敏电阻)

学 习 目 标

◎ 知识目标

（1）理解热敏电阻的原理特性。

（2）掌握NTC热敏电阻的工作特性。 ◎ 技能目标

（1）掌握热敏电阻的检测方法。

（2）初步掌握热敏电阻水温传感器的应用电路。 ◎ 素质目标

（1）规范课堂6S管理。

（2）养成团队协作的好习惯。 （3）养成独立思考问题的好习惯。 建议完成本学习任务的时间为4课时。

学习任务导入

汽车电控系统中水温传感器用的是NTC热敏电阻，它的特性是阻值随温度升高而变小，水温传感器信号同时送入发动机ECT和仪表水温显示电路。一辆本田飞度轿车仪表水温指示偏高，要求你检测水温传感器。

学习内容

获取信息

什么是热敏电阻？有何特性？

热敏电阻器是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）

。热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。正温度系数热敏电阻器（PTC

）在温度越高时电阻值越大，负温度系数热敏电阻器（NTC）在温度越高时电阻值越低，它们同属于半导体器件。

制定计划

各小组成员制定实施本次实训任务的具体步骤、操作方法，预期效果。

做出决策

教师根据学生提交的计划进行审核评价，如果不通过则由教师提出整改意见

第一部分：《传感器与检测电路》课程学习总结 应该是大学一、二年级的时候就了解到现代技术的发展在材料与传感器方面有着最大的瓶颈，有的学者甚至说中国将来的诺贝尔获得者必然是出自该领域，研究生阶段有幸跟从李相平老师学习这么一个科学前沿热门学科，当然由于课程以及自身课题方向的原因，在课程上并没有得到很好的效果。但是获得却也很多，尤其是李老师在指导我们应该以一个怎么样的正确态度和求知欲来对待学习、研究的方面，我想自己是受到了极大的提醒和启示的。

从测控原理学习的应变式传感器、电感式传感器到李老师讲的电容式、磁电式传感器，李老师通过课堂提问和直接板书的方式，使得我们在最大程度上有所收获。在这个烦躁的社会和年代，作为其中的大学生，或多或少都受到了很大的影响，网络、手机等现代技术使得同学们的生活、学习方式都有了极大的变迁，而随之带来的就是对待学习、研究的态度变化，对知识的渴望度降低许多，我不得不讲这是自己之前存在的问题，李老师通过自己风趣、活泼的课堂讲学，使得自己对传感器有了进一步的认识，。同时也使得自己在学习欲望和自制力上有了很大的提高，有时候给人予余不如授之以渔，很感谢李老师在这两方面都给了我很大的帮助。我也相信自己会以认真、正确的态度来对待现在和将来的学